asphalt 02/23

Schwerpunkt: Schaumbitumen – Teil 2b
23
Prüfung
Steifigkeitsverhalten (Spaltzug-Schwellversuch)
nach TP Asphalt-StB, Teil 26 [2]
Verformungsverhalten von Walzasphalt bei
Wärme (Einaxialer Druck-Schwellversuch) nach
TP Asphalt-StB, Teil 25 B 1 [4]
Kälteeigenschaften (Abkühlversuch) nach TP
Asphalt-StB, Teil 46 A [3]
AC 11 D S mit 50 M.-% RC
(NTA-Feld)
Bohrkerne
(Probeplatte)
Bohrkerne
(Strecke)
AC 11 D S mit 50 M.-% RC
(Referenzfeld)
Bohrkerne
(Probeplatte)
Bohrkerne
(Strecke)
X X X X
X X X X
X – X –
Tabelle 1: Übersicht der
durchgeführten Performance-Prüfungen
Erprobungsstrecke L1141 Löchgau–
Kleinsachsenheim
Probenahme und Untersuchungsprogramm
Im Zuge der Baumaßnahme auf der L1141 wurden zwei
Probefelder mit einer Asphaltdeckschicht AC 11 D S mit
einem RC-Anteil von 50 M.-% angelegt. Das Referenzfeld
wurde unter Einsatz eines polymermodifizierten Bindemittels
25/55-55 A bei konventioneller Temperatur hergestellt
und eingebaut. Die durchschnittliche Anlieferungstemperatur
des Referenzmischgutes auf der Baustelle
betrug 168 °C. Die Herstellung und der Einbau des
zweiten Erprobungsfeldes erfolgten temperaturabgesenkt
unter Einsatz von Schaumbitumen. Hierzu wurde
dasselbe polymermodifizierte Bindemittel, jedoch in
aufgeschäumtem Zustand, zugegeben. Die Reduzierung
der Mischguttemperatur wurde durch eine kombinierte
Kalt- und Warmzugabe des Asphaltgranulates erzielt. Die
Anlieferungstemperatur (Baustelle) des so hergestellten
Schaumbitumenmischgutes betrug im Mittel 142 °C. Eine
detaillierte Ausführung der Baumaßnahme kann Teil 2 [1]
dieser Artikelserie entnommen werden.
Ein wesentlicher Bestandteil des AiF-Forschungsvorhabens
sind vergleichende Untersuchungen der Performance
von konventionell hergestelltem und mittels
Schaumbitumen temperaturabgesenktem Asphalt. Zu
diesem Zweck wurde während des Einbaus der Erprobungsstrecke
Asphaltmischgut entnommen und daraus
Asphalt-Probeplatten mittels Walzsektor-Verdichter hergestellt.
Zusätzlich wurden Bohrkerne aus beiden Probefeldern
der Erprobungsstrecke entnommen. Die anschließende
Untersuchung der Performanceeigenschaften
erfolgte im Laboratorium des Lehrstuhls für Verkehrswegebau
der Ruhr-Universität Bochum. Untersucht wurden
die Kälteeigenschaften mittels Abkühlversuch, das Verformungsverhalten
bei Wärme mit dem Einaxialen
Druck-Schwellversuch und das Steifigkeitsverhalten mittels
Spaltzug-Schwellversuch. Die Tabelle 1 beinhaltet
eine Übersicht der durchgeführten Prüfungen.
Ergebnisse der Performanceuntersuchungen
Steifigkeit
Die Bestimmung der Steifigkeitsmoduln erfolgte an
40 mm hohen Probekörpern (Ø 100 mm) bei Prüftemperaturen
von -10 °C, 0 °C, 10 °C und 20 °C sowie Prüffrequenzen
von 10 Hz, 5 Hz, 3 Hz, 1 Hz, 0,3 Hz und 0,1 Hz.
Mit hilfe dieser Prüfergebnisse wurden temperatur- und
frequenzabhängige Masterkurven gemäß TP Asphalt-StB,
Teil 26 [2] erstellt. Die Masterkurven der Referenzvariante
und der temperaturabgesenkten Schaumbitumenvariante
sind in Abb. 1 dargestellt. Abb. 2 beinhaltet die bei
einer Prüffrequenz von 10 Hz ermittelten Steifigkeitsmoduln
in Abhängigkeit der Prüftemperatur.
Wie anhand der in Abb. 2 und Abb. 3 dargestellten
Resultate zu erkennen ist, befinden sich die Steifigkeits-
Steifigkeitsmodul |E*| [MPa]
30.000
25.000
20.000
15.000
10.000
5.000
DS50 (Referenz) - Probeplatte
MT: 168 °C
VT: 145 °C
ρb: 2,439 g/cm³
DS50 (Schaum) - Probeplatte
MT: 142 °C
VT: 145 °C
ρb: 2,436 g/cm³
Masterkurven gemäß TP Asphalt-StB, Teil 26
DS50 (Referenz) - Ausbauprobe
MT: 168 °C
ρb: 2,361 g/cm³
DS50 (Schaum) - Ausbauprobe
MT: 142 °C
ρb: 2,336 g/cm³
0
-2 -1 0 1 2 3 4 5 6
x* = log10(αT·f) [Hz]
Abb. 1: Masterkurven der konventionellen und temperaturabgesenkt mit Schaumbitumen
hergestellten Asphaltdeckschicht AC 11 D S mit 50 M.-% RC
Steifigkeitsmodul [MPa]
35.000
30.000
25.000
20.000
15.000
10.000
5.000
Prüffrequenz 10 Hz
0
-10 -5 0 5 10 15 20
Temperatur [°C]
Abb. 2: Steifigkeitsmodul als Funktion der Prüftemperatur –
Asphaltdeckschicht AC 11 D S mit 50 % RC
DS50 (Referenz) - Probeplatte
DS50 (Schaum) - Probeplatte
DS50 (Referenz) - Ausbauprobe
DS50 (Schaum) - Ausbauprobe
2|2023